專利名稱：一種孔隙自生成超硬磨料磨具及其修整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及精密和超精密磨削加工領(lǐng)域，特別是一種能夠在加工過程中，在磨具 表層生成孔隙的孔隙自生成超硬磨料磨具及其修整方法。
背景技術(shù)：
目前，使用超硬磨料砂輪(金剛石砂輪、CBN砂輪)磨削加工是硬脆難加工材料 獲得高精度的高效加工方法。但在超硬磨料磨具多年的生產(chǎn)應(yīng)用中，也暴露出其自身 固有的缺陷，主要表現(xiàn)在非金屬結(jié)合劑超硬砂輪對(duì)磨粒把持力低、易脫落、耐用度 較差、加工成本高；金屬結(jié)合劑超硬砂輪難修整，磨粒出刃難、出刃后出露度難以保 持。另一方面，由于結(jié)合劑密實(shí)，砂輪表面容易堵塞(容屑空間小)，易造成工件表面 燒傷等表面損傷問題，影響工件的加工質(zhì)量。容屑空間及其保持性已成為制作超細(xì)磨 粒砂輪的主要難題之一。因此，對(duì)于超硬磨料砂輪的超精密加工而言，提高結(jié)合劑對(duì) 磨粒的把持力，從而提高磨具的精度保持性和耐用度，和提高磨具的可修整性從而提 髙磨削效率、防止表面損傷是一對(duì)矛盾，研究一種能化解這對(duì)矛盾，應(yīng)用于大批量生 產(chǎn)的可實(shí)現(xiàn)高一致性、低損傷、低成本的超硬微細(xì)磨料磨具精密高效加工技術(shù)顯得的 極為迫切。
針對(duì)樹脂結(jié)合劑砂輪磨粒把持力弱的問題，在磨粒表面鍍上活性金屬，通過活性 金屬與磨料和結(jié)合劑的化學(xué)反應(yīng)與擴(kuò)散作用，提高結(jié)合劑對(duì)磨料的把持力，誕生了鍍 銥砂輪。但鍍銥砂輪中活性元素主要通過純固態(tài)或半固態(tài)的反應(yīng)與磨粒結(jié)合，結(jié)合強(qiáng) 度無法與金屬結(jié)合劑砂輪相比。
為解決磨粒出刃難的問題，將孔隙結(jié)構(gòu)引入金屬胚體產(chǎn)生了多孔金屬結(jié)合劑砂輪。 多孔金屬結(jié)合劑金剛石砂輪雖然具有陶瓷結(jié)合劑超硬磨料砂輪易修整的特點(diǎn)，但以犧 牲結(jié)合強(qiáng)度為代價(jià)。針對(duì)金屬結(jié)合劑砂輪難修整的問題，出現(xiàn)了以電解在線修整(Electronic in-process dressing, ELID)為代表的砂輪修整方法。但以上這些砂輪修整方法，往往需要復(fù)雜的 修整設(shè)備。 一般來說，ELID磨削中氧化膜的厚度在幾十微米到幾百微米之間，對(duì)于細(xì) 粒度的超硬磨料磨削來說，磨料粒度〈4nm，磨粒的出刃高度不會(huì)高于粒度的3/5，以 6000#砂輪來計(jì)，出刃高度不會(huì)高于2pm。由于砂輪上覆蓋的氧化膜厚度遠(yuǎn)大于磨粒 的出刃髙度，使砂輪表層磨料在磨削中不可能直接與工件接觸。對(duì)于微米、亞微米級(jí) 的微細(xì)磨料砂輪而言，幾十微米厚度的氧化膜層內(nèi)就包含了數(shù)量眾多的磨料。由于氧 化層的強(qiáng)度要大大低于結(jié)合劑基體的強(qiáng)度，很容易在磨削過程中，受到工件與砂輪之 間的摩擦力、離心力等作用而被去除，將有相當(dāng)一部分磨料在還未對(duì)工件產(chǎn)生的切削 作用(發(fā)生磨損)之前就脫離了砂輪，增加的砂輪的無效損耗。
綜上所述，目前超硬磨料磨具磨削加工雖然能夠?qū)崿F(xiàn)很高的材料去除率，但由于 金屬結(jié)合劑磨具密實(shí)，很難修整，容易造成工件燒傷等問題，影響加工質(zhì)量；陶瓷結(jié) 合劑磨具、多孔砂輪等雖然能有效的解決容屑空間等問題，但砂輪本身強(qiáng)度低，加工 結(jié)構(gòu)陶瓷等難加工材料時(shí)磨耗比大，提高了加工成本。ELID技術(shù)能夠很好的解決砂輪 的在線修整問題，但往往會(huì)造成超微細(xì)超硬磨料砂輪的無效損耗，增加生產(chǎn)成本。
因此，對(duì)于結(jié)構(gòu)陶瓷、光學(xué)玻璃、光學(xué)晶體等難加工材料的超精密加工而言，增強(qiáng) 磨具強(qiáng)度、降低磨具損耗與提高磨具的可修整性是一對(duì)矛盾，為了化解這對(duì)矛盾、研究 可用于大批量生產(chǎn)的可實(shí)現(xiàn)高一致性、低損傷、低成本的精密高效的超硬磨料磨具及其 相應(yīng)的修整方法顯得極為迫切。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出了一種孔隙自生成超硬磨料磨具及其修整方法，以解決一般 超硬磨料磨具增強(qiáng)對(duì)磨粒的把持力、降低磨具損耗和提高磨具的可修整性、減少表面 損傷、提高加工效率的矛盾。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下
一種孔隙自生成超硬磨料磨具，其特征在于，包括超硬磨粒、起把持作用的結(jié)合 劑以及"可溶"填充劑；所述的超硬磨粒和"可溶"填充劑分布在所述的結(jié)合劑中。 作為改進(jìn)，部分或全部所述的超硬磨粒表層涂覆有一層所述的"可溶"填充劑。所述的超硬磨粒為金剛石或氮化硼磨粒。
一種情況，所述的超硬磨粒為金剛石超硬磨料，所述的結(jié)合劑為青銅結(jié)合劑或鑄 鐵結(jié)合劑，所述的"可溶"填充劑為金屬Zn。
所述的金剛石超硬磨料的磨粒粒度為W0.5-W40;所述的金剛石超硬磨料的濃度 為100%-150%;所述的金屬Zn的添加量量為金剛石磨料重量的20%-100%。
超硬磨料(主要是指金剛石和立方氮化硼)磨具中磨料的含量用濃度表示，它是 指磨料層中每1 113體積中所含超硬磨料的重量(所含超硬磨料的重量與濃度代號(hào)有一 定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如金剛石磨料含量為0.2233g/cm 其質(zhì)量濃度就為25n/。，金剛石磨料的 含量為1.3398 g/cm3，其質(zhì)量濃度就為150%)，濃度越高，其含量越高。在選擇濃度時(shí)， 要根據(jù)磨具采用的形狀、粒度、結(jié)合劑以及加工對(duì)象、磨削方法等因素來決定。
另一種情況為，所述的超硬磨粒為金剛石超硬磨料，所述的結(jié)合劑為青銅結(jié)合劑 或鑄鐵結(jié)合劑，所述的"可溶"填充劑為Si02。
所述的金剛石超硬磨料的磨粒粒度為W0.5-W40,所述的金剛石超硬磨料的濃度 為100%-150%; 所述的Si02的添加量重為金剛石磨料重量的20%-100%。
另外一種情況為所述的超硬磨粒為金剛石超硬磨料，其磨料的磨粒粒度為 W0.5-W40;金剛石超硬磨料的濃度為50%-75%;所述的結(jié)合劑為樹脂結(jié)合劑，所述 的"可溶"填充劑為水性聚乙烯醇合成樹脂；所述的水性聚乙烯醇合成樹脂的添加量為 金剛石磨料重量的50%-100%。
一種孔隙自生成超硬磨料磨具的修整方法，其特征在于，對(duì)于前述的孔隙自生成 超硬磨料磨具，通過溶劑溶解所述孔隙自生成超硬磨料磨具中的可溶性填充劑，以降 低表層超硬磨粒所受到的把持力以及降低表層結(jié)合劑的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度而使得處于磨具外部 的超硬磨粒脫落，并使原來處于磨具內(nèi)部的超硬磨粒露出，實(shí)現(xiàn)磨具的修整。
所述的溶劑為用于溶解金屬Zn的FeCb溶液，或者為用于溶解氧化物的NaOH
溶液，或者為用于溶解水性聚乙烯醇合成樹脂的水。
本發(fā)明的原理是孔隙自生成超硬磨料磨具至少由磨粒(特別是超硬磨料，如金剛
石、氮化硼等)、結(jié)合劑、"可溶"填充劑組成。在其修整過程還需可溶解"可溶"填充劑
的溶劑及配套設(shè)施。在所述孔隙自生成超硬磨料磨具結(jié)合劑中添加可溶于特定溶劑的
"可溶"填充劑，并根據(jù)需要可在所述超硬磨粒表層涂覆一層所述"可溶"填充劑。在所述
磨具進(jìn)行磨削加工過程中，當(dāng)磨具表層磨粒鈍化，需要修整時(shí)，可將所述的特定溶劑輸送到磨具表面，溶解磨具表層的"可溶"填充劑，在結(jié)合劑間形成孔隙，起到降低結(jié)合劑 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和其對(duì)周圍磨粒的把持力，使磨具表層磨粒容易脫落，從而起到自動(dòng)修整磨具、 露出新磨粒的目的。同時(shí)，生成的空隙可以增加磨具表層的容屑空間，起到輸送磨削液 和排除磨屑的作用。通過調(diào)整所述溶劑的流量、濃度(或溫度)和釋放頻率，可以控制 所述"可溶"填充劑的溶解速率，從而控制磨具的修整速度；通過控制所述"可溶"填充劑 顆粒本身直徑的大小和在結(jié)合劑中所占的比例可以控制砂輪的強(qiáng)度和產(chǎn)生的容屑空間 大小。
一種孔隙自生成超硬磨具及其修整方法，所述的磨具至少由磨粒(特別是超硬磨料， 如金剛石、氮化硼等)、結(jié)合劑、"可溶"填充劑組成。在其修整過程還需可溶解"可溶" 填充劑的溶劑及配套設(shè)施。在磨具使用和修整時(shí)，在砂輪表面注入一種所述溶劑，"溶 解"所述"可溶"填充劑，使磨具表層形成空隙，達(dá)到降低磨具對(duì)表層磨料的把持力，使 鈍化的磨粒容易脫落，露出新的磨粒，實(shí)現(xiàn)磨具自銳的效果。同時(shí)，生成的空隙可以 增加磨具表層的容屑空間，起到輸送磨削液和排除磨屑的作用。 磨具的組成結(jié)構(gòu)
作為優(yōu)選的一種方案所述的磨具至少由磨粒(特別是超硬磨料，如金剛石、氮化 硼等)、結(jié)合劑、"可溶"填充劑組成。在孔隙自生成超硬磨料磨具結(jié)合劑中添加可溶于 特定溶劑的"可溶"填充劑，結(jié)合劑對(duì)磨粒起到把持作用，保證磨具對(duì)磨粒具有良好的把 持力，"可溶"填充劑作為結(jié)構(gòu)加強(qiáng)成分，從而提高磨具的精度保持性和耐用度。
作為優(yōu)選的另一種方案所述的磨具至少由磨粒(特別是超硬磨料，如金剛石、氮 化硼等)、結(jié)合劑、"可溶"填充劑組成。在孔隙自生成磨具結(jié)合劑中添加可溶于特定溶 劑的"可溶"填充劑，并在磨粒表層鍍覆一層"可溶"填充劑，該填充劑和結(jié)合劑共同對(duì)磨 粒起到把持作用，保證磨具對(duì)磨粒具有良好的把持力，從而提高磨具的精度保持性和耐 用度。
磨具修整
作為優(yōu)選的一種方案采用在線修整技術(shù)，即在磨削加工過程中，當(dāng)磨具表層磨粒 鈍化，需要修整時(shí)，可將所述的特定"溶劑"輸送到磨具表面，溶解磨具表層的"可溶" 填充劑，在結(jié)合劑間形成孔隙，起到降低結(jié)合劑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和其對(duì)周圍磨粒的把持力，
7使磨具表層磨粒容易脫落。表層鈍化的磨粒在與工件之間摩擦力、磨削力等力度作用 下從磨具表面脫落，從而起到自動(dòng)修整磨具、露出新磨粒的目的，實(shí)現(xiàn)磨具的在線修 整。同時(shí)，生成的空隙可以增加磨具表層的容屑空間，起到輸送磨削液和排除磨屑的 作用。磨削過程中產(chǎn)生的磨削熱量可以促進(jìn)"可溶"填充劑在"溶劑"中的溶解。
可通過調(diào)整所述溶劑的流量、濃度(或溫度)和釋放頻率，可以控制所述"可溶" 填充劑的溶解速率，從而控制磨具的修整速度。
可通過控制所述"可溶"填充劑顆粒本身直徑的大小和在結(jié)合劑中所占的比例可以 控制砂輪的強(qiáng)度和可產(chǎn)生的容屑空間大小。
作為優(yōu)選的另一種方案采用離線修整方法。當(dāng)所述磨具表層磨粒在加工過程中磨 損、鈍化，需要修整時(shí)，將磨具安裝到專門的磨具修整臺(tái)上，將所述的特定"溶劑"輸送 到磨具表面，溶解磨具表層的"可溶"填充劑，起到降低結(jié)合劑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和其對(duì)周圍磨粒 的把持力。磨具表層在修整器(如金剛石筆、砂輪塊等)的作用脫離磨具基體，露出新 的磨粒，并形成容屑空間，達(dá)到修整砂輪的目的。
采用這一方案時(shí)，可以根據(jù)需要定時(shí)對(duì)砂輪進(jìn)行修整。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果
1) 從目前國(guó)內(nèi)外的各種研究報(bào)道來看，尚未發(fā)現(xiàn)有人提出通過"修整"填充劑的方 法達(dá)到降低結(jié)合劑對(duì)磨粒的把持力、在磨具表面生成孔隙，從而達(dá)到修整磨具的方法；
2) 可以使用金屬結(jié)合劑，保證了結(jié)合劑對(duì)磨粒具有良好的把持力，使磨具具有良 好的耐用度和精度保持性；
3) 通過對(duì)填充劑的"修整"，達(dá)到在磨具表面生產(chǎn)孔隙、進(jìn)行磨具修整，并形成足 夠容屑空間，使磨具具有易修整的特點(diǎn)；
4) 生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單，基本上不用改變?cè)猩拜喌闹谱鞣椒ā?br> 5) 修整過程不需電裝置等附加設(shè)備，幾乎無需對(duì)現(xiàn)有的磨床進(jìn)行任何改造，就可 以應(yīng)用所述磨具進(jìn)行加工。
6) 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)硬脆性難加工材料的高效、低損傷的超精密加工。對(duì)于結(jié)構(gòu)陶瓷、光學(xué)玻璃和光學(xué)晶體等硬脆難加工材料的加工，該磨具具有比傳統(tǒng)金屬結(jié)合劑超硬磨具 有更高的加工效率，采用超細(xì)超硬磨料時(shí)，表面加工質(zhì)量甚至可以達(dá)到拋光的水平。
7)磨具修整過程中需要磨削過程，而磨削過程本身又可以促進(jìn)修整，這兩個(gè)過程 互相配合，互相支持磨削過程中產(chǎn)生的磨削熱量可以促進(jìn)"可溶"填充劑在"溶劑"中的 溶解。
8)修整磨具的過程可控可通過調(diào)整所述溶劑的流量、濃度(或溫度)和釋放頻 率，可以控制所述"可溶"填充劑的溶解速率，從而控制磨具的修整速度。


圖1孔隙自生成超硬磨料磨具結(jié)構(gòu)示意圖2孔隙自生成超硬磨料磨具修整過程示意圖。其中
a) 溶劑進(jìn)入磨具表面與填充劑發(fā)生物化反應(yīng)；
b) 處于表層的填充劑被溶解形成孔隙；
c) 磨粒周圍孔隙增加，把持力減弱磨粒脫落；
d) 結(jié)合劑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降，破碎，新的磨粒露出。 圖2中的A、 B、 C所指示的3個(gè)過程如下
A-磨具表面填充劑溶解形成空隙；
B-磨粒表面的填充劑溶解，磨粒脫落；
C-新的磨粒不斷露出。
圖中標(biāo)號(hào)說明1-超硬磨料磨粒，2-結(jié)合劑中"可溶"填充劑，3-鍍覆于磨粒表層 的"可溶"填充劑，4-結(jié)合劑，5-溶劑，6-鈍化磨粒。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
一種孔隙自生成磨具及其修整方法，所述的孔隙自生成磨具(參照?qǐng)Dl)至少由超硬磨料磨粒1、結(jié)合劑4、結(jié)合劑中"可溶"填充劑2以及鍍覆于磨粒表層的"可溶"填充 劑3組成。在所述的修整方法中還需包括外加溶劑及加工配套設(shè)施。在磨具制作時(shí)，在 所述孔隙自生成磨具的結(jié)合劑4中添加可溶于特定溶劑的所述"可溶"填充劑2，并在所 述磨粒表層鍍覆一層所述"可溶"填充劑3，所述結(jié)合劑中"可溶"填充劑2與鍍覆于磨粒 表層的"可溶"填充劑3和所述結(jié)合劑4 一起對(duì)所述磨粒起到把持作用，保證孔隙自生成 磨具具有良好的強(qiáng)度。
根據(jù)加工材料的性能，在以上磨具制作中也可以是以下形式在所述孔隙自生成磨 具的結(jié)合劑4中添加可溶于特定溶劑的所述"可溶"填充劑2或者在所述磨粒表層鍍覆 一層所述"可溶"填充劑3，所述結(jié)合劑中"可溶"填充劑2或鍍覆于磨粒表層的"可 溶"填充劑3和結(jié)合劑對(duì)磨粒起到把持作用，保證孔隙自生成磨具具有良好的強(qiáng)度。
在所述孔隙自生成磨具加工過程中采用在線修整技術(shù)，即當(dāng)磨具表層所述磨粒1鈍 化而需要修整時(shí)，通過特定的所述溶劑"溶解"磨具表層及磨粒l周圍的結(jié)合劑中"可 溶"填充劑2與鍍覆于磨粒表層的"可溶"填充劑3，在結(jié)合劑4間形成孔隙，起到降 低結(jié)合劑4結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和其對(duì)周圍磨粒1的把持力，使磨具表層磨粒容易脫落，起到自動(dòng) 修整磨具、露出新磨粒，以及形成容屑空間的目的，實(shí)現(xiàn)磨具的在線修整。在線修整是 指邊加工邊修整，也就是在加工過程中，不把磨具從機(jī)床上拿下來，在加工工件的同時(shí)， 采用一定的修整方法對(duì)磨具進(jìn)行修整，從而保證磨具始終具有良好的加工性能。
修整過程可參照?qǐng)D2。
可通過調(diào)整加工過程中磨具的修整頻率及修整過程中所述溶劑的濃度、溫度及流量 控制所述結(jié)合劑中"可溶"填充劑2與鍍覆于磨粒表層的"可溶"填充劑3的溶解速率，從 而控制磨具的修整速度。通過控制結(jié)合劑中"可溶"填充劑2顆粒本身直徑的大小和數(shù)量 可以控制砂輪的容屑空間，通過控制鍍覆于磨粒表層的"可溶"填充劑3顆粒本身直徑的 大小和數(shù)量可以控制砂輪的硬度和容屑空間。
如上的修整過程同樣適合于所述孔隙自生成超硬磨料磨具的離線修整。
離線修整是指，在加工過程中不對(duì)磨具進(jìn)行修整，在磨具加工一段時(shí)間后，磨具加 工性能下降，再將砂輪從機(jī)床上取下，在特定的修整設(shè)備上對(duì)砂輪進(jìn)行修整。離線修 整的優(yōu)點(diǎn)是能獲得較好的修整精度，缺點(diǎn)是拆裝麻煩。實(shí)施例1
本實(shí)施例采用金剛石超硬磨料(磨粒粒度W0.5-W40)、青銅結(jié)合劑(或鑄鐵結(jié)合 劑)，"可溶"填充劑選擇典型的金屬材料一金屬Zn，溶劑選擇FeCl3溶液。金剛石超硬 磨料濃度在100%-150%。結(jié)合劑中添加可溶性填充劑金屬Zn，添加量重為金剛石磨料 重量的20%-100%， FeCl3溶液濃度為5%-30%。同時(shí)，可以根據(jù)需要，采用真空鍍覆 技術(shù)，在金剛石表層涂覆金屬鋅。
修整時(shí)，在加工區(qū)域注入FeCb溶液。由于磨具對(duì)工件的磨削作用，磨粒周圍及磨 具表層的"可溶"填充劑——Zii將暴露出來。由于Zn比Fe活潑，Zn會(huì)和FeCl3溶液發(fā) 生置換反應(yīng)，使Zn溶解于FeCl3溶液中，析出的Fe附著在模具表面，但結(jié)合力很低， 在離心力和磨削力等外力的作用下，很容易被甩離表面。Zn溶解后，可在磨具表面形成 空隙，降低了結(jié)合劑對(duì)磨粒的把持力以及結(jié)合劑的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，從而使鈍化后的金剛石磨 粒很容易在磨削力的作用下脫離磨具表面，起到修整磨具，露出新磨粒的作用。同時(shí)， 在磨具表面形成容屑空間。
可通過調(diào)整加工過程中磨具的修整頻率，及修整過程中FeCl3溶液的濃度、溫度、 流量控制所述填充劑Zn的溶解速率，從而控制磨具的修整速度。通過控制填充劑Zn 顆粒本身直徑的大小和數(shù)量可以控制砂輪的硬度和容屑空間的大小。
實(shí)施例2
本實(shí)施例采用金剛石超硬磨料(磨粒粒度W0.5-W40)、青銅結(jié)合劑(或鑄鐵結(jié)合 劑)，"可溶"填充劑選擇氧化物一二氧化硅Si02,溶劑選擇NaOH溶液。金剛石超硬磨 料濃度在100%-150%。結(jié)合劑中添加可溶性填充劑Si02，添加量為金剛石磨料重量的 20%-100%， NaOH溶液pH值約為8-9。
修整時(shí)，在加工區(qū)域注入熱的NaOH溶液。由于磨具對(duì)工件的磨削作用，磨粒周 圍及磨具表層的"可溶"填充劑——Si()2將暴露出來。由于Si02和NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)， 使SK)2溶解于NaOH溶液中，在磨具表面形成空隙，降低了結(jié)合劑對(duì)磨粒的把持力， 降低結(jié)合劑的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，從而使鈍化后的金剛石磨粒很容易在磨削力的作用下脫離磨具 表面，起到修整磨具，露出新磨粒的作用。同時(shí)，在磨具表面形成容屑空間。可通過調(diào)整加工過程中磨具的修整頻率，及修整過程中NaOH溶液的濃度、溫度、 流量來控制所述填充劑Si02的溶解速率，從而控制磨具的修整速度。通過控制填充劑
Si02顆粒本身直徑的大小和數(shù)量可以控制砂輪的硬度和容屑空間的大小。
實(shí)施例3
本實(shí)施例采用金剛石超硬磨料(磨粒粒度W0.5-W40)、傳統(tǒng)的樹脂結(jié)合劑(如酚 醛樹脂等)，"可溶"填充劑選擇水性聚乙烯醇(PVA)合成樹脂，溶劑選擇水。金剛石超硬 磨料濃度在50%-75%。結(jié)合劑中添加可溶性填充劑PVA合成樹脂，添加量重量為金剛 石磨料重量的50%-100%。
在加工過程中在磨具表面不斷注入冷卻水，使磨具表面的PVA合成樹脂溶解形成 孔隙，以提高金剛石磨具的自銳性能，獲得了良好的加工效果?？赏ㄟ^調(diào)整加工過程 中磨具的修整頻率，及修整過程中水的溫度和流量控制所述填充劑PVA的溶解速率， 從而控制磨具的修整速度。
權(quán)利要求
1、一種孔隙自生成超硬磨料磨具，其特征在于，包括超硬磨粒、起把持作用的結(jié)合劑以及“可溶”填充劑；所述的超硬磨粒和“可溶”填充劑分布在所述的結(jié)合劑中。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的孔隙自生成超硬磨料磨具，其特征在于，部分或全部所述的超硬磨粒表層涂覆有一層所述的"可溶"填充劑。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的孔隙自生成超硬磨料磨具，其特征在于，所述的超硬磨粒為金剛石或立方氮化硼磨粒。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的孔隙自生成超硬磨料磨具，其特征在于，所述的超 硬磨粒為金剛石超硬磨料，所述的結(jié)合劑為青銅結(jié)合劑或鑄鐵結(jié)合劑，所述的"可 溶"填充劑為金屬Zn。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的孔隙自生成超硬磨料磨具，其特征在于，所述的金剛石超硬 磨料的磨粒粒度為W0.5-W40;所述的金剛石超硬磨料的濃度為100%-150%;所述 的金屬Zn的添加量量為金剛石磨料重量的20%-100%。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的孔隙自生成超硬磨料磨具，其特征在于，所述的超 硬磨粒為金剛石超硬磨料，所述的結(jié)合劑為青銅結(jié)合劑或鑄鐵結(jié)合劑，所述的"可 溶"填充劑為Si02。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的孔隙自生成超硬磨料磨具，其特征在于，所述的金剛石超硬 磨料的磨粒粒度為W0.5-W40,所述的金剛石超硬磨料的濃度為100%-150%;所 述的Si02的添加量重為金剛石磨料重量的20%-100%。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的孔隙自生成超硬磨料磨具，其特征在于，所述的超 硬磨粒為金剛石超硬磨料，其磨料的磨粒粒度為W0.5-W40;金剛石超硬磨料的濃 度為50%-75%;所述的結(jié)合劑為樹脂結(jié)合劑，所述的"可溶"填充劑為水性聚乙烯 醇合成樹脂；所述的水性聚乙烯醇合成樹脂的添加量為金剛石磨料重量的 50%-100%。
9、 一種孔隙自生成超硬磨料磨具的修整方法，其特征在于，對(duì)于權(quán)利要求1 3任一項(xiàng) 中的孔隙自生成超硬磨料磨具，通過溶劑溶解所述孔隙自生成超硬磨料磨具中的可 溶性填充劑，以降低表層超硬磨粒所受到的把持力以及降低表層結(jié)合劑的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 而使得處于磨具外部的超硬磨粒脫落，并使原來處于磨具內(nèi)部的超硬磨粒露出，實(shí) 現(xiàn)磨具的修整。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的孔隙自生成超硬磨料磨具的修整方法，其特征在于，所 述的溶劑為用于溶解金屬Zn的FeCl3溶液，或者為用于溶解氧化物的NaOH溶液， 或者為用于溶解水性聚乙烯醇合成樹脂的水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種孔隙自生成超硬磨料磨具及其修整方法。所述的磨具至少由磨粒、結(jié)合劑、“可溶”填充劑組成。在所述孔隙自生成超硬磨料磨具結(jié)合劑中添加可溶于特定溶劑的“可溶”填充劑，并根據(jù)需要可在所述超硬磨粒表層涂覆一層所述“可溶”填充劑，所述“可溶”填充劑和所述結(jié)合劑一起對(duì)所述磨粒起到把持作用，保證磨具具有良好的強(qiáng)度。在所述磨具進(jìn)行磨削加工過程中，當(dāng)磨具表層磨粒鈍化，需要修整時(shí)，可將所述的特定溶劑輸送到磨具表面，溶解磨具表層的“可溶”填充劑，在結(jié)合劑間形成孔隙，起到降低結(jié)合劑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和其對(duì)周圍磨粒的把持力，使磨具表層磨粒容易脫落，從而起到自動(dòng)修整磨具、露出新磨粒的目的。
文檔編號(hào)B24D3/00GK101450463SQ200910042460
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月9日
發(fā)明者呂冰海, 勇 戴, 熊萬里, 袁巨龍, 鄧朝暉 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)